GaNxAs1－x(x<0.01)中合金态的光学特性

应用多种光谱手段研究了分子束外延生长在半绝缘的(001)GaAs衬底上的低氮含量的GaNAs中 三元合金态的光学特性.变温PL谱揭示了合金态的本征特性以及其与氮的杂质态的根本区别 ，而脉冲激发的光荧光谱则进一步显示了合金态的本征光学特性.最后还研究了GaNAs的吸收 光谱特征.     

可调谐液晶红外滤光片的光学特性分析

可调谐红外滤光片是高分辨率红外成像仪谱段识别和分光的重要光学器件。采用琼斯矩阵方法对平行向列相和90°扭曲向列相液晶法-珀红外滤光片的本征偏振态及光学特性进行了研究。结果表明,当非偏振光垂直入射时,平行向列相液晶法-珀滤光片在任何电压下两组本征偏振态均不发生模式混合,具有偏振敏感性;90°扭曲向列相液晶法-珀滤光片在电压较低时具有偏振敏感性,当电压大于三倍Freedericksz阈值电压时,两组本征偏振态发生模式混合,偏振敏感性消除。     

InAs 单量子点精细结构光谱

在5 K下,采用光致发光光谱和时间分辨光谱研究了不同单量子点的精细结构和对应发光光谱的偏振性、单激子/双激子发光光谱和相应发光动力学。给出InAs单量子点发光光谱所对应能级的精细结构及激子本征态的偏振特性。当精细结构能级劈裂为零时, 激子的本征态为简并的圆偏振态。而当精细结构能级劈裂大于零时,一般在几十到几百μeV,激子的本征态为非简并的线偏振态。相对于单激子发光寿命,激子-激子间的散射使单激子的复合发光寿命减小。     

非对称DBR-金属-DBR结构的光学Tamm态理论研究

作为一种特殊的金属表面态, 光学Tamm态 (OTS) 对光的控制和操作具有独到优势, 在新一代光子器件设计中备受青睐. 本文基于分布式Bragg反射镜(DBR)-金属-DBR(DMD)结构, 通过金属两侧 DBR中心频率的失配引入不对称机制, 设计和控制可见光区域OTS的产生; 通过分析反射谱及电场分布特性, 揭示了金属两侧OTS的相互作用及变化规律. 结果表明: DMD结构可支持两个不同本征波长OTS 存在, 失配量δ将影响两个OTS的强度及本征波长, 即随着δ变化OTS 出现上下两个分支; 同时, 入射光的偏振态、入射角等也对OTS的强度及本征波长具有明显影响. 关键词： 金属表面态 光学Tamm态 分布式Bragg反射镜     

氧分压对Mg掺杂ZnO薄膜结晶质量和光学特性的影响

利用脉冲激光沉积技术,通过改变沉积过程中的氧气压力,在蓝宝石(0001)基片上制备了一系列ZnMgO合金.通过X射线衍射、反射和透射光谱以及室温和变温荧光光谱,对薄膜的结构和光学性能进行了系统地表征,分析了工作气压对ZnMgO合金薄膜的结晶质量及光学特性的影响.研究结果表明:随着沉积环境中氧气压力的增大,ZnMgO薄膜的结晶质量下降,富氧环境下,与蓝宝石晶格平行的ZnO晶粒的出现是导致薄膜结晶质量下降的主要原因;相对于本征ZnO,不同氧气环境下沉积的ZnMgO薄膜的紫外荧光峰均出现了不同程度的蓝移.随着工 关键词： ZnO Mg掺杂 脉冲激光沉积 薄膜生长 光学特性     

Cu-Fe共掺杂ZnO电子结构与光学性质的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征ZnO,Cu、Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO的电子结构和光学性质.计算结果显示:Cu掺杂属于p型掺杂,Fe掺杂属于n型掺杂,单掺杂时Cu-3d态电子和Fe-3d态电子均在禁带形成杂质能级,从而提高ZnO的载流子浓度,改善ZnO的导电性能,而Cu-Fe共掺杂时ZnO半导体进入简并态,呈现金属特性.掺杂后的ZnO介电函数虚部变化主要集中在低能量区域,光谱吸收系数及反射率曲线发生红移,其中本征ZnO对太阳光谱有较好的透射性,Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO对可见光谱有相似的吸收效果,而Fe单掺杂ZnO对近紫外区域的光谱透射率更小,适用于制备防紫外线薄膜.     

Cu-Fe共掺杂ZnO电子结构与光学性质的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征ZnO,Cu、Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO的电子结构和光学性质.计算结果显示:Cu掺杂属于p型掺杂,Fe掺杂属于n型掺杂,单掺杂时Cu-3d态电子和Fe-3d态电子均在禁带形成杂质能级,从而提高ZnO的载流子浓度,改善ZnO的导电性能,而Cu-Fe共掺杂时ZnO半导体进入简并态,呈现金属特性.掺杂后的ZnO介电函数虚部变化主要集中在低能量区域,光谱吸收系数及反射率曲线发生红移,其中本征ZnO对太阳光谱有较好的透射性,Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO对可见光谱有相似的吸收效果,而Fe单掺杂ZnO对近紫外区域的光谱透射率更小,适用于制备防紫外线薄膜.     

基于第一性原理的钙钛矿材料空位缺陷研究

为了获得优异的钙钛矿材料,本文系统地研究有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbI3)的电子结构和光学特性,同时探究了空位缺陷对其光学性质的影响。首先,采用Materials Studio软件构建本征钙钛矿材料的电子结构,并基于广义梯度近似的方法(GGA)和Perdew-Burker-Ernzerhof (PBE)泛函,优化其电子结构并计算本征钙钛矿材料的电学和光学特性。通过采用范德华力修正,解决了密度泛函理论低估带隙的问题,得到准确的带隙。其次,研究不同的空位缺陷(Pb空位和I空位缺陷)对钙钛矿材料的电子结构的影响,并计算其能带、态密度和光学性质。最后通过对比本征钙钛矿材料和空位缺陷的钙钛矿材料特性,从微观机理研究空位缺陷对其光学性质的影响。结果表明:本征钙钛矿材料带隙为1. 52 e V,这与实验测得的带隙值基本吻合;同时研究发现Pb空位缺陷会导致钙钛矿呈偏P型材料; I空位缺陷会导致钙钛矿呈偏N型材料。空位缺陷能够有效地改变钙钛矿材料的介电函数和光吸收谱,对于钙钛矿材料的研究及在光电器件领域的应用具有重要的理论价值。     

In原子掺入对GaInNAs/GaAs单量子阱光致发光的影响

研究了In掺入GaNAs/GaAs单量子阱对其带间和低于带边发光性质的影响。实验结果显示,随着In浓度的增加,GaInNAs/GaAs量子阱带间发光得到改善,低于带边的发光强度大大地减小。这是由于GaInNAs合金生长在GaAs衬底上,为补偿In和N原子尺度的差异,N原子硬倾向于与In原子形成共价健。GaInNAs/GaAs单量子阱的光调制光谱证实了高能端发光峰来自来征的带边发光。     

应力调控单层MoSe2的光致发光光谱特性

为了探究二维材料在片上可调有源光学器件领域的应用潜力,通过干法转印将由机械剥离法得到的高品质单层二硒化钼转移到正面涂有150nm厚聚甲基丙烯酸甲酯的双轴压电陶瓷上,制作出可应力调控发光性质的单层二硒化钼光源.对双轴压电陶瓷施加驱动电压,使电信号转化为应力信号,观察低温下(～5K)二硒化钼光致发光光谱中本征激子态、带电激子态信号峰随应力变化的规律.结果表明:在应力由拉伸应力转变为压应力并逐渐增大的过程中,本征激子态、带电激子态信号峰分别出现了～3.8meV、～3.7meV的波长蓝移.增大压应力、拉伸应力都会导致本征激子态、带电激子态信号峰光强线性降低.同时,与泵浦光圆极化相关的圆偏振度也随应力变化表现出规律性改变.此项研究证明了应力调控与单层二硒化钼光学性质之间的紧密关系,为开发各类基于二维材料的片上可调有源光学器件提供支持.     

非晶氧化硅薄膜带尾发光特性

采用等离子体增强化学气相沉积技术,通过改变CO2流量制备了不同氧含量的非晶氧化硅薄膜。利用紫外可见吸收谱、傅里叶红外吸收谱和稳态/瞬态光致发光谱等技术研究了薄膜的微观结构和光学特性。实验结果表明,随着氧含量的增加,薄膜的带隙增大,光致发光强度增加、峰值朝高能方向移动、光谱半峰全宽展宽。时间分辨光谱显示薄膜发光峰值处的衰减时间随氧含量的增加从6.2ns单调增加到21ns,而同一样品的发光寿命随发射波长能量增加而减小。综合分析光学吸收、发射及发光衰减特性表明,薄膜的发光机制主要归结为非晶材料带尾态之间的辐射复合。     

氮掺杂金刚石{100}晶面的缺陷发光特性

氮是金刚石中最常见的杂质之一, 其对金刚石的缺陷发光具有重要的影响. 氮可以与金刚石中的本征缺陷形成复合缺陷. 本文首先利用阴极射线发光照片(CL)对一个高温高压合成的氮掺杂金刚石进行表征, 发现{100}晶面为蓝色, 然后利用透射电子显微镜(TEM)对该晶面进行电子辐照及后续退火处理, 以引入本征点缺陷进而形成含氮的复合缺陷, 并利用低温光致发光光谱(PL光谱)表征其缺陷发光特性, 发现该晶面主要以氮-空位复合缺陷(NV中心)发光为主, 并伴随着较弱的503 nm发光. 关键词： 金刚石 缺陷 发光     

非晶硅电致发光机理及用电致发光谱研究太阳能电池本征层中的缺陷态能量分布

用弥散性输运控制的复合机理完善地解释了非晶硅p-i-n二极管电致发光谱的特征,从而澄清了许多年来对电致发光效率及峰值的误解．描述了用电致发光谱术研究非晶硅p-i-n太阳能电池本征层中局域态的实验方法．结果表明：采用H₂稀释方法制备的样品,其缺陷态能量分布呈单一窄峰;而用纯硅烷制备的样品其缺陷态能量分布较宽,且呈双峰． 关键词：     

q－玻色湮没算符高次幂的本征态及其性质

研究ｑ－玻色湮没算符高次幂（ｋ≥３）的正交归一本征态的数学结构，在此基础上讨论了它们的数学性质及其ｑ－压缩和振幅Ｎ次方压缩特性．发现它们能组成一个完备的希尔伯特（Ｈｉｌｂｅｒｔ）空间；且当ｋ为偶数时，这些本征态均可存在振幅Ｎ次方压缩．     

对乙基苯酚的单色共振双光子电离光谱

对乙基苯酚是构成酪氨酸分子的重要基团,根据其光谱特性可以洞察酪氨酸的光学特性。我们采用超声分子束技术获得了对乙基苯酚的单色共振双光子电离光谱,首次报道了800~1 500cm-1范围的高分辨率激发态振动谱。配合量子化学理论计算分析了各谱对应的振动模式。结果表明取代基越长,分子的激发能越低;取代基的方向对激发能有明显影响;取代基会使苯环平面内的振动能量降低,但取代链的长短对振动能量没有明确影响。研究结果为分子的里德堡态、动力学和零动能光谱的相关研究提供了重要的参考数据。     

一类光子消灭算符a^N的正交归一化本征态的迭加态的振幅K次方压缩特性

本文对一类光子消灭算符a^N的正交归一化本征态的迭加态的振幅K次方压缩特性进行研究，结果表明一类光子消灭算符a^N的正交归一化本征态的迭加态的振幅K次方压缩特性明显地区别于a^N的正交归一化本征态的振幅K次方压缩。无论N取奇数还是偶数迭加态均在振幅K（K=Nt或Nt／2）次方压缩，     

激光大气等离子体光谱特性实验研究

报道了对波长为1．06μm的脉冲激光在气体样品中产生的等离子体进行光谱研究的结果。气体样品为一个标准大气压的纯氮、纯氧和空气,光谱探测范围为300～900nm。结果表明,各种气体样品的激光等离子体光谱均表现为连续谱和线状谱的叠加,文中分别给出了连续谱和线状谱的基本特征,讨论了这些特征与等离子体物理特性的关系,并分析了纯氮、纯氧与空气激光等离子体光谱之间的异同。给出了激光等离子体光谱的时间演化和空间分布的基本特征,并初步讨论了与这些特征相关的等离子体物理特性。这些结果有助于加深对激光等离子体特性和机理,特别是对等离子体产生后的弛豫过程和复合机制的了解。     

光学光谱仪器光谱响应的校正原理及其在光学光谱分析仪上的应用

本文阐述了光学光谱仪器的不平坦光谱响应的校正原理，给出了光学光谱分析仪（ＯＳＡ）系统测试灯光谱的方法．作为例子测试了氙灯光谱，井打印出氙灯光谱图，获得满意的结果．     

多模光纤中基于压缩传感的光谱探测

随着集成光学器件的发展,昂贵、笨重的商用光谱仪迫使人们更加热衷于对高性能、集成化和低成本的光谱计进行研究.本研究基于多模干涉图案对单波长的强烈依赖特性,采用压缩传感算法实现了对任意形状信号光谱的探测.该锥形光纤光谱计具有20 pm的光谱分辨率和200 nm以上的探测带宽,光谱重建结果显示了其优异的同色异谱效应,为今后便携式和多功能的片上集成系统提供了有效途径.     

单层MoS_2的电调制荧光光谱特性

采用化学气相沉积法在氧化硅衬底上合成大面积、高质量的单层MoS2二维材料,系统表征了材料的光学特性,并制备出高性能的n型场效应晶体管器件.进一步研究了外加电场对其荧光光谱特性的影响.结果表明:在室温条件下,单层MoS2的荧光光谱的最强特征峰由A-(带电激子态)、A(本征激子态)两个发光峰构成,并且二者的特征能量差约为35meV;通过调节底栅电压,测得发光峰随着栅压由负变正表现出明显的峰位红移和强度改变,且两个子峰的强度随栅压变化表现出相反的变化趋势;外加电场能够有效改变沟道中的载流子浓度,进而改变单层MoS2荧光光谱的强度和发光峰形状.为研究二维材料发光特性的物理机制提供了重要依据,此外这种器件的大规模制备为其应用于光电子学器件与系统提供了可能.